Napsúly-alapú üzemirányítás ESP32 segítségével: 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A növények termesztése szórakoztató, öntözésük és gondozásuk pedig nem okoz gondot. Egészségük nyomon követésére szolgáló mikrokontroller -alkalmazások az egész interneten megtalálhatók, és tervezésük inspirációját a növény statikus természete és az egyszerű felügyelet hiánya okozza. Viszonylag új vagyok a növények növekedésében, és úgy tűnt, hogy az internetes útmutatókat jó szándékkal írták, de nem mérnöki típusok. Egy barátom, akitől megkérdeztem, hogy "mennyit öntözzem őket …", azt válaszolta, hogy az egyetlen módja a növény felhajtása, és ha könnyűnek érzi magát, öntözze. Nagyon jól tud "növekedni". Ha ujját a talajba dugja, valójában nem sokat segít. Az utasítók többsége olcsó talajnedvesség-szondát használ, amely számos hibára hajlamos-ezek közül a legnyilvánvalóbb a pontatlanság és a korrózió.

A szakirodalom áttekintése azt mutatja, hogy a szennyeződés akár 40% víz is lehet, és ennek méréséhez meglehetősen drága műszerek szükségesek. Az olcsóbb szondák a vízvezetőképességen alapulnak, amely az oldott sóktól és egyéb tényezőktől függően változik. A fenti grafikonon egy 2 hét alatt kimért tartály szennyeződést mértem, majd a kemencét 300 ° C -ra melegítettem, hogy eltávolítsam a nem kapcsolódó vizet. A teljes talaj negyven százaléka víz, és tíz forró nap közvetlen napsütésben 75% -át vesztette el, viszonylag lineáris sebességgel. Tehát mi a megfelelő nedvességszint? Számos tényezőtől függ, de amikor ezt a gépet megépíti, jó ötlet, hogy gondosan öntözze meg a növényt az Ön által megfelelőnek ítélt szintre, és állítsa a gépre, amely gondosan megméri a súlyát, majd egy meghatározott határon belül vizet ad hozzá, ha szükséges. A kialakítás módosítható lógó növénykosarakhoz és nyomás alatti vízrendszerekhez.

A gépnek napenergiával kellett működnie, önállónak kell lennie saját vízellátásával, ellenőriznie kell vízellátását a webes értesítések segítségével, aludnia kell, amikor nincs használatban, hogy minimálisra csökkentse az energiát, és emlékeznie kell az alapsúlyra, valamint arra, hogy hány öntözés és egyéb adat van az alvás között ciklusok. Az új ESP32 jó jelöltnek tűnt az agy számára.

1. lépés: Gyűjtse össze kellékeit

A gép két BigBox 12 hüvelykes kerámialapból készül, alumínium csatorna keretben, víztartállyal. Az elektronika hátoldalán egy műanyag elektromos dobozban van rögzítve. A víztartálynak van egy kimeneti tömlője a zárt szivattyúból, és az érzékelőegység a tartály aljára van ragasztva, amely táplálja az üzemet. A terhelésmérő konzolok az egység tetején lévő keresztgerendából állnak.

1. Arrow Home Products 00743 2 Gallon Slimline italtartály tiszta

2. uxcell 5db 5.5V 60mA poli mini napelem panel modul DIY

3. Gikfun fémgolyó billenő rázó pozíció kapcsolók az Arduino számára

4. Uxcell a14071900ux0057 10 kg -os alumíniumötvözet elektronikus mérlegterhelési cella

5. Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board

6. HX711 súlymérő terhelési cella átalakító modul érzékelői hirdetési modul az Arduino számára

7. Adafruit Reteszelő Mini Relay FeatherWing

8. TP4056 lítiumcellás töltő modul akkumulátor védelemmel

9. ECEEN USB szivattyú mini merülővíz-szivattyú akvárium hidroponikus működtetéséhez USB DC 3.5-9V

10. 18650 Lipo akkumulátor elemtartóval

2. lépés: Készítse el a dobozt

A doboz váza BigBox 1 hüvelykes alumínium szögből készült. Az általános ötletet a képekből kapja, és nem túl nehéz összeszerelni. A keretek négyzetlábú lapkákon alapulnak, amelyek az egység elülső és hátsó oldalát alkotják. A lapokat szilícium ragasztóval rögzítik az alumínium kerethez. A középső rész mérete a víztartály méretétől függ. A tartálynyílás úgy van kialakítva, hogy könnyen ki tudja húzni a készülékből, és felülről újratöltheti. A tartályt rögzítő vezetékeknek és csöveknek elég hosszúnak kell lenniük, és hátul göndörödniük kell.

A napelemek elhelyezése a tervezéstől függ. Több kerek panelt akartam használni, hogy „kockás” megjelenést kapjak, de a négyzetekre telepedtem, mert a feszültség és az áram legjobb kombinációját adták. Nem részletezem a több napelem csatlakoztatását, de legalább 5,5 V -ra van szüksége a töltőáramkör működéséhez. Ezeket a paneleket párhuzamosan akasztották, hogy növeljék az áramerősséget. A kerámia csempe lyukait óvatosan fúrják gyémánt fúróval-győződjön meg róla, hogy vizet használ hűtőfolyadékként, különben tönkreteszi a fúrót. Ezeknek a lyukaknak csak néhány percet kell igénybe venniük. Használjon óriási mennyiségű szilícium ragasztót, hogy a helyén tartsa a paneleket és a csempe belsejében lévő huzalokat.

A mérőcella nagyon ésszerű, és különböző súlyokkal rendelkezik. Én a 10 kg-os fajtát használtam, de ha nehéz vetésre készülsz, akkor ennek megfelelően tervezd meg. A többi utasításomhoz hasonlóan: https://www.instructables.com/id/Bike-Power-Pedal-IoT/ ezeket a mérőcellákat 4 mm-es és 5 mm-es csavaros furatukkal ki kell húzni a tartó oldalukról. Ebben az esetben a két kerámia csempe tartó közötti alumínium keresztdarab tartja a mérőcella egyik végét. A másik egy lapos alumínium rúd szilícium platformot támogat, amely a növény vízelvezető csészéjére van ragasztva. Legyen nagyon óvatos a srácok vezetékeivel-nagyon törékenyek, és szinte lehetetlen megjavítani, ha az eredetük közelében letörik. Goop sok forró ragasztóval vagy szilíciummal, hogy megőrizze integritását.

3. lépés: Készítse el a szivattyút/üres kapcsolótartót

A szivattyút a Lipo akkumulátor reléje táplálja, és rendben van a korlátozott feszültség mellett, de nem lépheti túl a körülbelül 2 láb magasságot, hacsak nem használja a teljesítményfokozót a feszültség növelésére. A szivattyú valójában bajnok, nem igényel alapozást, vízálló, és az egyik végén USB csatlakozó van. Viszont nem megy jól a szárítás. A tartály teli/üres kapcsolója egyszerűen dönthető kapcsoló, amelyet szilíciumba vattam, hogy vízálló legyen, majd egy alumínium rúdtartóra rögzítettem a szivattyúhoz és egy lebegő gumi kacsához. A gumi kagylót közvetlenül az alumínium rúdhoz kell kötni, hogy lehúzza a tapadást a billenőkapcsoló vezetékeiről. Amikor a tartályban víz van, a kacsa lebeg és megdönti a kapcsolót-rövidre zárva a testet, és lehetővé téve a relé és a szivattyú tápellátását. Ezeket az adatokat is elküldi az internetre, és egy tweetet küld, ha vízre van szüksége. A szivattyú szilíciumra van ragasztva ehhez a tartószerkezethez, majd a víztartály aljához van ragasztva.

4. lépés: Az elektronika építése

Az Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board egy viszonylag új mikrovezérlő, és nagyon jól működik ebben az okos növényi segítőben. Ennek a táblának az előnye a régebbi 8266 -al szemben a jobb alvási képessége (állítólag több, mint egy év helyett…), hogy képes emlékezni a szundikálások között tanultakra (a régi 8266 visszaállítás a nulláról…) és az alacsonyabb energiafogyasztás szunyókálás közben és további csapok. A nagyszerű Youtuber Andreas Spiess részletezi a kód változásait, hogy az ESP32 megfelelően mérlegeljen, és meg kell néznie a videóját, ha többet szeretne tudni a részletek működéséről. Az Arduino IDE alvási példáját is használták és módosították ehhez a szoftverhez.

A Fritzing diagram gondosan bemutatja az összes bekötést. Az alkatrészeket összeszerelt parfüm táblák, majd összekötötték. A Lipo akkumulátor a szokásos olcsó 18650 -es, saját szánján. A töltőkártya egy TP4056, amely Andreas szerint nagyon hatékony ebben a napelemes töltő szerepben. A Be/Ki gomb beépített LED-el küldi az energiát az egész rendszerre, valamint a közös relécsatlakozást, amely a szivattyút táplálja. A relé tábla egy szép Adafruit reteszelő relé toll tábla, amely 3 V -on működik. A HX711 erősítő az Adafruit -on keresztül működik, és két csap van csatlakoztatva a tábláján.

Minden alkatrész egy műanyag kültéri elektromos dobozba van rakva, amely nyitva van az alsó részen, hogy lehetővé tegye a levegő áramlását, de megakadályozza az esőt. Helyezze az ESP32 -t a tetejére, hogy lehetővé tegye a programozást és a soros felügyeletet levett fedéllel.

5. lépés: Szoftver

"betöltés =" lusta"

A készülék használata egyszerű. Bekapcsoláskor a tápkapcsoló LED -je villog mindaddig, amíg egy cserepes növényt a kívánt szintre öntöztek fel nem helyeznek az emelvényre. A súly stabilizálása után a számítógép megjegyzi ezt a kezdeti súlyt, és minden órában vagy beállított időközönként összehasonlítja a növények új súlyát, és vagy korrigálja további szivattyúzott vízzel, vagy jelenti az új súlyt és minden egyéb információt a Thingspeaknek, majd alszik. A fenti grafikonok a körülbelül 2 láb magas, napsütésben növekvő paradicsomnövény három napos időtartamát tükrözik. A növény időbeli növekedése nyilvánvalóan befolyásolja a cserép súlyát, és ezt kompenzálni kell azzal, hogy az inicializálást a növény növekedése által meghatározott idő elteltével újra kell végezni. További szoftveres adaptációk lehetővé tennék a növények maximális és minimális víztoleranciájának és -követelményeinek automatikus elemzését az edény elárasztásával, amíg a súly már nem változik, majd az idő múlásával mérik a vízveszteség lejtését. Ez a talajtípustól, az időjárástól, valamint a növények és a gyökér szerkezetétől függ. Ezután további, a Thingspeak adatértékelésein alapuló öntözési algoritmusokat lehet módosítani. A vezetésérzékelő berendezések karbantartása helyett a súly hátrányai, hogy egy zárt, öntözött területet kell mérlegelni, de az ehhez hasonló okos ültetvények olcsók, könnyen hálózatba köthetők és ellenőrizhetők, és furcsa OCD módon szórakoztatóak az interneten.

7. lépés: Végezze el újra

Igen, jól megtervezve a gép jól működött körülbelül egy hétig, és akkor hajlamos lenne arra, hogy az ESP32 furcsa hurokba kerüljön, és ne induljon el megfelelően, és egyik napról a másikra lemeríti az akkumulátort. Semmilyen szoftvercsere nem befolyásolhatja ezt, ezért feladtam, és hozzáadtam egy Adafruit TPL5111 -et az ESP energiaciklusának szabályozásához, de mivel már nem tudtam használni a memóriát, mint korábban, hogy az EEPROM -ot használtam, és a Thingspeak -ről Blynk -re váltottam. több szórakozást talál a telefonján és egy igazán jó rendszert. A hardvercsere csak a TPL 5111 áramellátáshoz és földeléshez való csatlakoztatását jelenti, kész tűt az ESP -hez és az Enable out -t az EN -tűhöz. Győződjön meg arról, hogy a táblán az EN-out és az EN közötti váltókapcsolót helyezte el, így módosíthatja a programokat és feltöltheti azokat. Két órára állítom be az alvási ciklust. Az EEPROM törléséhez és a készülék újraindításához egy új üzemhez vagy további súlyhoz egy kapcsolót állítottam be a Blynk -ben, hogy törölje a memóriát és újraindítsa a súlyozási folyamatot. Az új szoftver programja fent található, és a Blynk programját nyilvánvalóan fel kell állítani. Ez a gép valóban remekül működik, és dandy termékeket állít elő. Valójában le vagyok nyűgözve, hogy milyen szórakoztatónak bizonyult a dolog-a napelemek könnyen működnek, és soha nem merül ki az áram.